TREMR

1964年6月16日、新潟でM7.5の地震が発生した直後、アパートの建物が何棟も45度以上傾いて横倒しになりました——内部の階段や廊下はほぼ無傷のままで。建物は壊れたのではなく、文字通り地盤ごと横に倒れたのです。住民は窓から歩いて脱出できました。

これが液状化現象です。固体の地盤が、強い揺れにさらされた数秒間で液体のように振る舞う現象です。その間、建物は沈み、傾き、転倒し、地中の構造物は浮き上がります——液体中の気泡のように。揺れが収まると地盤は再び固まりますが、被害はそのまま残ります。

液状化が起きるしくみ

液状化が起こるには、いくつかの条件が同時に揃う必要があります。第一に、砂や砂利などの緩い粒状の土が必要です——細かい粒子の間に多くの空間がある土です。第二に、その空間が水で満たされている必要があります——つまり地下水位が高い場所。第三に、M5.5程度以上の強い地震の揺れが数十秒以上続く必要があります。

揺れが始まると、土粒子は繰り返し押されて密になろうとします。しかし水は圧縮できないため、間隙水圧が急上昇します。圧力が十分に高くなると、粒子同士の摩擦力（土を固くする力）に打ち勝ち、土全体が一時的に懸濁液——水に浮かぶ粒子の混合体——になります。

液状化した地盤は重さを支えられなくなります。建物は重いほど深く沈みます。地中の空のタンクや下水管のような軽い構造物は浮き上がります。地表には水と砂の混合物が噴き出すことがあります——「砂噴き（砂ボイル）」と呼ばれる現象です。

液状化しやすい場所

特定の種類の場所が特に液状化しやすいことが知られています：

• 埋立地——海岸線を拡張するために水中に砂を投入した場所は特にリスクが高く、しかも締め固められていないことが多い
• 河川デルタ——河川が洪水時に堆積させた緩い堆積物が積もった場所
• 旧河道・旧湿地——かつて川や湿地だった場所を埋め立てた場所
• 高い地下水位——地表から1〜2mで地下水に達する場所

歴史的な事例

液状化が初めて科学的に注目されたのは、1964年の新潟地震と同年のアラスカ地震（M9.2）の後でした。新潟では信濃川のデルタ地帯全体が液状化し、川岸の4階建てアパート群が倒壊。この光景が世界の研究者の関心を集め、液状化の系統的な研究が始まりました。

1906年のサンフランシスコ地震では、マリーナ地区（かつての海岸線を埋め立てた地域）が壊滅的な被害を受けました。1915年のパナマ太平洋万博のために造成された埋立地だった場所です。1989年のロマ・プリエタ地震では、同じ地区が再び液状化し、83年前の歴史が繰り返されました——下にある地盤は変わっていなかったのです。

最も広範な液状化被害を引き起こした近年の事例は2011年のクライストチャーチ地震です。M6.2のこの地震は、ニュージーランド第二の都市の住宅地区に約40万トンの砂と泥を噴出させました。8,000棟以上の住宅が液状化によるダメージで居住不能と判定され、郊外の大部分が廃墟となりました。回収・修復には10年以上かかりました。

液状化への対策

建設技術者は液状化リスクに対していくつかのアプローチを取ります：

• 地盤改良——液状化しやすい土を、より締まった材料に置き換えるか、圧密する
• 深い基礎——杭を液状化層の下の安定した岩盤まで貫通させる
• 排水対策——砂利柱などで地下水位を下げ、間隙水圧の上昇を防ぐ
• 危険区域指定——一部の自治体はリスクの高いエリアでの建設を制限している

問題は、既存の建物の多くが液状化リスクを理解する前——または土地利用規制が整備される前——に建設されていることです。東京、大阪、横浜など多くの日本の都市では、何十万もの建物がリスクの高い沖積・埋立地盤の上に立っています。